移动系统和装置制造方法及图纸

一种与虚拟环境技术一起使用的移动系统，其包括被配置成支撑用户的平台、系带支撑组件，以及安全系带，该系带支撑组件连接至所述平台并且从所述平台向上延伸，该安全系带被配置成由用户穿戴。所述系带支撑组件包括支撑圈，所述支撑圈位于平台上方并且绕竖向中心轴延伸。所述安全系带包括接口结构，所述接口结构可移动地连接至所述支撑圈。

Mobile systems and devices

A mobile system used in conjunction with virtual environment technology includes a platform configured to support a user, a tie-in support component, and a security tie that connects to and extends upward from the platform configured to be worn by the user. The mooring support assembly comprises a support ring which is located above the platform and extends around a vertical central axis. The safety frenulum includes an interface structure, and the interface structure can be movably connected to the supporting ring.

【技术实现步骤摘要】
移动系统和装置相关申请的交叉引用本申请要求申请系列号为61/717,761、申请日为2012年10月24日、标题为“LocomotionSystemandApparatus”的美国临时专利申请，其全部内容通过引用并入本文。本申请也要求申请系列号为61/757,986、申请日为2013年1月29日、标题为“LocomotionSystemandApparatus”的美国临时专利申请，其全部内容通过引用并入本文。关于联邦政府资助的研发的声明不适用。
本专利技术一般涉及可以与虚拟现实系统联合使用的移动设备。在虚拟现实环境中，用户通常希望有自由行走的能力。特别是，在身体上行走或在现实环境中奔跑，并具有转化到虚拟环境中运动的能力显著增加用户在虚拟环境中的沉浸程度。然而，现实世界中的运动往往受限于物理空间限制(例如，用户所处的房间的尺寸)。因此，移动装置被设计成向用户提供自由行走的感觉，同时，将用户限制于特定的位置。例如，许多移动设备允许用户在具有有限尺寸的平台上360度自由行走，而不离开该平台。常规的移动设备包括机动和非机动的设计，其可与虚拟现实环境联合用于多种应用中，包括但不限于游戏。除了游戏，应用的例子包括员工培训、作战训练、物理治疗、锻炼、虚拟工作环境、虚拟会议室(专业和个人目的)、体育运动模拟和培训，以及虚拟旅游、音乐会和活动。机动移动设备通常使用传感器以检测用户的运动，并将反馈发送至用户在其上运动的驱动带条或辊的电动机。运行带条或辊以对抗用户的运动并在每个跨步之后使用户返回到平台的中心部分。机动移动设备也有很多缺点。例如，由于轧制和机动元件、传感器、处理单元和反馈回路，机动移动设备通常是复杂而昂贵的。另外，轧制和机动元件需要复杂算法以适当地对抗用户的动作。向电动机的不准确反馈可导致带条或辊的错误运动，这可能会导致用户失去平衡或偏离平台的中心。当用户加速时，还可以有反馈和响应延迟的问题，造成不正确的运动或响应太慢，潜在地使用户走下平台。此外，由于响应带条或辊的动作抵消了用户的动作，用户可能容易失去平衡和被绊倒。除了机动移动设备操作问题之外，这种设备通常是庞大而笨重的，并且因此，不适合中等大小的住宅房间(例如，游戏室、客厅，或卧室)，并可能难以分解成用于运输和储存的模块化的元件。该设备必然庞大，以防止用户在进行正确的系统响应之前离开平台，因此，致使该设备不适于家用消费者使用。非机动移动设备缺乏机动部件并依靠用户的运动和/或重力使用户在每一个跨步之后返回到该平台的中心。例如，全方位球轴承平台有数以百计的球轴承使用户行走到合适位置同时围绕用户腰部的束缚使用户保持在适当位置。全方位球轴承平台的主要问题是，用户不经历脚后跟-脚趾撞击运动的自然步态而是经历类似走在冰上的不稳定步态。该不稳定性导致脚后跟或脚趾不抬离该设备时脚拖曳，产生不自然的步态，降低用户在虚拟环境中的沉浸性。此外，由于多个辊部件，这些设备通常是沉重而昂贵的。另一非机动移动设备是具有向上的光滑凹面的茶托状设备。用户通常穿专用的鞋子，然后“走”在平滑凹面上，反复来回滑动他/她的脚，而他/她的身体首要地保持在设备的中心。虽然茶托状设备相对简单、体积小，并且可以装在住宅房间，但有几个缺点。首先，由于凹面和专用的鞋(缺乏任何稳定脚的元件)的低摩擦特性，用户不经历脚后跟-脚趾撞击运动的自然步态的自然步态，而经历类似走在冰上的不稳定步态。因此，与采用自然跨步运动相反，用户被迫拖曳他/她的脚以帮助保持稳定。此外，在使用过程中没有任何安全机构或设备以防止用户掉落。另一非机动移动设备是直径大约10英尺的中空球形大球。用户通过可更换面板进入球中并随着球绕其中心相对于周围环境转动，在球内行走。球设备也具有几个问题。首先，其难以并且不自然地启动和停止球运动，这可能会导致用户的不稳定。另外，由于球的大小必定受限，在行走区域不是平面，这也导致了更少的自然行走经历。除了球设备太庞大不能适应住宅房间之外，对于家庭消费者，这种市售的球成本也过高。因此，仍然需要一种移动设备，使用户能在用户的家中私下安全地访问虚拟环境并同时提供更自然的行走步态的感觉。
技术实现思路
在此描述的实施例一般针对与虚拟环境技术一起使用的移动系统，其包括：被配置成支撑用户的平台、连接至该平台并从该平台向上延伸的系带支撑组件，和被配置成用户穿戴的安全系带，其中所述系带支撑组件包括支撑圈，该支撑圈位于该平台上方并且绕竖向中心轴延伸。该安全系带包括接口结构，该接口结构可移动地连接至该支撑圈。在实施例中，与虚拟环境技术一起使用的移动系统包括被配置成支持用户的平台，连接至该平台并从该平台向上延伸的系带支撑组件，和安全系带，其中该系带支撑组件包括支撑圈，该支撑圈位于该平台上方并且绕竖向中心轴延伸，该安全系带包括被配置成用户穿戴的带条、连接至该带条的接口结构，和连接至该带条的竖直元件。该接口结构滑动地接合该支撑圈的上表面，并且该竖直元件设置在该支撑圈内并且被配置成限制该接口结构相对于该支撑圈的径向运动。在实施例中，一种虚拟现实系统包括移动系统，该移动系统包括被配置成支持用户的平台，连接至该平台的系带支撑组件，和被配置成用户穿戴的安全系带。该系带支撑组件包括支撑圈，该支撑圈位于该平台上方并且绕竖向中心轴延伸，并且其中该安全系带被配置成相对于该支撑圈运动。该虚拟现实系统进一步包括处理单元、与该处理单元连通并被配置成检测并跟踪用户的运动的运动感应设备、与该处理单元相通信的视觉显示器，和被配置成用户持有的控制器。在此描述的实施例包括旨在解决与某些现有设备、系统和方法相关的各种缺点的特征和优点的组合。前述内容已相当广泛地概述本专利技术的特征和技术优点，以便可以更好地理解本专利技术的下面详细描述。结合附图，阅读下面的详细描述，上述的各种特性以及其它特征，对本领域技术人员来说会是显而易见的。本领域技术人员应该认识到公开的概念和具体实施例可能被轻易地用作修改或设计其它结构以为施实本专利技术的相同目的。本领域技术人员也应当认识到这样的等效构造并不脱离权利要求阐述的本专利技术的精神和范围。附图说明结合附图，详细描述本专利技术的优选实施例，其中：图1为根据在此描述的原理的移动系统的实施例的俯视图；图2为图1的移动平台的分解透视图；图3a为图1的移动平台的一部分的透视图；图3b为图1的移动平台的一部分的透视图；图4a为图1的移动平台的一部分的侧视图；图4b为根据在此描述的原理的移动平台的一部分的可替换实施例的侧视图；图5a为沿图3a的部分的顶表面延伸的通道和脊的剖面端视图；图5b-5d为根据在此描述的原理的移动平台的一部分的顶表面可以设置的通道和脊的可替换实施例的剖面端视图；图6a为与图1的移动平台一起使用的根据在此描述的原理的安全设备的实施例的侧视图；图6b为图6a的安全设备的俯视图；图7为与图1的移动平台一起使用的根据在此描述的原理的脚套的实施例的透视图；图8为图7的脚套的仰视图；图9为图7的脚套和图1的移动平台的一部分的透视图；图10为根据在此描述的原理的移动系统的实施例的透视图；图11为图10的移动平台和中心区和一部分的透视图；图12a为图10的移动平台的一部分的前视透视图；图12b为图10的移动平台的一部分的后视透视图；图13a为图10的移动平台的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与虚拟环境技术一起使用的移动系统，所述系统包括：平台；系带支撑组件，其连接至所述平台并且从所述平台向上延伸，其中所述系带支撑组件包括竖向可调整的支撑圈，所述支撑圈位于所述平台上方并且绕竖向中心轴延伸；安全系带，其连接至接口结构，所述接口结构配置为滑动地接合所述支撑圈，并且由所述支撑圈竖向支撑；运动感应设备，其与处理单元相通信并被配置为检测并跟踪平台内的运动。

【技术特征摘要】
2012.10.24 US 61/717,761;2013.01.29 US 61/757,9861.一种与虚拟环境技术一起使用的移动系统，所述系统包括：平台；系带支撑组件，其连接至所述平台并且从所述平台向上延伸，其中所述系带支撑组件包括竖向可调整的支撑圈，所述支撑圈位于所述平台上方并且绕竖向中心轴延伸；安全系带，其连接至接口结构，所述接口结构配置为滑动地接合所述支撑圈，并且由所述支撑圈竖向支撑；运动感应设备，其与处理单元相通信并被配置为检测并跟踪平台内的运动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑圈设置在平台上方的高度H处，并且所述高度H在30.0至50.0英寸之间。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑圈为环形的。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑圈被配置为完整地围绕用户延伸。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑圈包括进入门。6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个脚套，所述脚套配置为接合所述平台，其中所述脚套由具有低摩擦系数的摩擦力可变的材料构成。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述运动感应设备包括第一惯性运动传感器和第二惯性运动传感器，所述第一惯性运动传感器连接至至少一个脚套中的第一个，所述第二惯性运动传感器连接至所述至少一个脚套中的第二个。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系带支撑组件包括连接至所述支撑圈的一对周向隔开的连接梁。9.根据权利要求1所述的系统，还包括：竖直件，其连接至所述安全系带，并且设置在所述支撑圈内，其中所述竖直件被配置为限制所述接口结构相对于所述支撑圈的径向运动。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全系带被配置为相对于所述支撑圈竖向移动。11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全系带被配置为相对于所述支撑圈周向移动。12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全系带被配置为相对于所述支撑圈径向移动。13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运动感应设备设置在所述平台、控制器或显示器设备中的至少一个中。14.根据权利要求1所述的系统，所述运动感应设备选自下组，该组包括：惯性运动传感器、加速计、磁力计、红外传感器、光学传感器、电容传感器、全球定位跟踪设备、以及磁跟踪设备。15.根据权利要求1所述的系统，还包括控制器。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述运动感应设备连接至所述控制器。17.根据权利要求1所述的系统，还包括视觉显示器。18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述运动感应设备连接至所述视觉显示器。19.一种移动系统，包括：平台；系带支撑组件，其连接至所述平台，并包括至少两个竖向梁，所述竖向梁从所述平台向上延伸并与支撑圈连接，其中所述支撑圈是竖向可调整的，并且位于所述绕竖向中心轴延伸的平台上方；安全系带，其可移动地连接至接口结构，所述接口结构配置为滑动地结合所述支撑圈，其中所述接口结构被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：简·戈特格卢克，
申请(专利权)人：简·戈特格卢克，
类型：发明
国别省市：美国,US